Десятки объектов в окрестностях Солнца могут оказаться «неузнанными» черными дырами

Черная дыра Cygnus X-1 на снимке космической обсерватории ChandraИсточник: NASA’s Chandra X-ray Observatory

В окрестностях Солнца может скрываться несколько десятков черных дыр, пишут астрономы в своей недавней статье. По их расчетам, в радиусе около 150 световых лет вокруг нас их должно быть около 35, а в радиусе 650 световых лет — уже примерно полторы тысячи. Надо сказать, в этих пределах находится более 90% звезд, которые мы видим в ночном небе. То есть, можно сказать, все эти черные дыры — где-то среди них.

Вообще, согласно вычислениям, в нашей галактике Млечный Путь — порядка ста миллионов черных дыр звездных масс, но пока удалось обнаружить всего 20 таких объектов. И 19 из них нашли только благодаря тому, что они состоят в двойных системах: у каждой из них есть звезда-компаньон, и астрономы наблюдают, как эта звезда «водит хороводы» вокруг «пустого места».

Лишь одна известная на сегодня черная дыра существует «сама по себе» — OGLE-2011-BLG0462 в 5 тысячах световых лет от нас. Такие заметить гораздо труднее. Эту выдал создаваемый ею эффекту гравитационного линзирования: когда позади нее, с нашей точки зрения, пролетала гораздо дальше расположенная в галактике звезда, ее свет вынужден был огибать сферу деформации пространства-времени вокруг черной дыры, и перед нами возникло искаженное изображение этой звезды. То есть черная дыра сработала как «линза».

Но дело в том, что одиночные черные дыры могут прятаться в плотных межзвездных облаках: эти облака работают как «ловушки» — если туда попадает массивный объект, взаимодействие с окружающим веществом замедляет его и удерживает внутри.

Когда черная дыра поглощает материю, вокруг нее образуется яркий аккреционный диск, но в «тумане» молекулярного облака его свечение можно не заметить или принять за что-то другое. Например, за очень тусклую звезду вроде красного карлика или коричневого карлика, который считается даже не звездой, а чем-то средним между звездой и планетой. Кроме того, черная дыра может выглядеть как область распространения ударной волны от взрыва сверхновой.

Аккреционный диск черной дыры Cygnus X-1 взаимодействует с окружающим веществом в межзвездном облаке и создает в нем ударную волну (показана стрелкой)Источник: Chuck Ayoub

Еще бывает, что черная дыра захватила какой-то очень плотный сгусток вещества, он начинает вокруг нее вращаться и при этом светится, и за счет этого наблюдаются мнимые периодические вспышки. Из-за этого черную дыру легко принять за пульсар — нейтронную звезду, которая по мере интенсивного вращения ритмично «мигает» своим излучением.

Наконец, ее можно спутать с далеким квазаром — активным, очень ярким ядром молодой галактики в миллиардах световых лет от нас. Поэтому астрономы подозревают, что на самом деле в их каталогах записано приличное количество черных дыр, просто записаны оны «под видом» других объектов.

Тем не менее с такими телескопами, как «Джеймс Уэбб» и рентгеновская космическая обсерватория «Чандра», есть шансы отличить их, говорят ученые — к примеру, по хаотичному вспыхиванию: это признак внезапного поглощения черной дырой большой массы вещества.

Стоит отметить, что в радиусе нескольких сотен световых лет вокруг Солнечной системы наблюдают около полутора-двух десятков достаточно плотных молекулярных облаков. Скажем, всего в 11−45 световых годах от нас расположено межзвездное облако Local Leo Cold Cloud, а в 140 световых годах — молекулярное облако Тельца. Одной из самых интересных целей для поиска черных дыр ученые считают Облако Ориона в 1600 световых годах от нас.

Ранее астрономы предложили использовать двойные черные дыры в центрах галактик как телескопы.